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融合术治疗脊柱疾患的年代,至今已超过百年,目前已经成为治疗腰椎疾患标准的手术方法之一。伴随着腰椎融合术的逐步开展,融合术后相邻节段退变(Adjacent Segment Degeneration,ASDeg)及相邻节段病(Adjacent Segment Disease,ASDis)的问题已经成为了融合术后的主要并发症和主要的争论问题之一。腰椎减压过程中保留后部韧带复合体结构(Posterior Ligament Complex,PLC)在离体的有限元研究中被证明可减少对融合相邻节段的运动学影响,在人体标本中的影响尚不明确,且临床病例研究中尚缺少远期的随访研究。目的:通过生物力学研究的方式,比较人体腰椎标本在位移及载荷两种不同加载模式下不同固定长度、曲度及保留后部韧带复合体与否等不同减压方式时相邻节段的三维运动范围(Range of Motion,ROM),对比分析融合对邻近节段的生物力学影响。随访观察临床上保留后部韧带复合体结构的椎板间大开窗减压术式对相邻节段椎间盘退变的远期影响。方法:1、生物力学研究。六具急性脑死亡新鲜青年男性胸12-骶2尸体标本,每个标本顺序在位移加载及载荷加载两种模式下完成以下状态的生物力学测试:A、完整组;B、腰4-5无弧度单纯固定组;C、腰4-5生理弧度单纯固定组;D、腰4-骶1单纯固定组;E、腰4-5椎板间大开窗减压固定组;F、腰4-5全椎板切除减压固定组。通过摄像系统非接触式测量融合相邻节段的三维运动范围并进行对照研究。2、系统回顾研究。检索1966年1月1日至2012年5月1日期间MEDLINE,EMBASE,Cochrane Library及CINAHL数据库,纳入减压方式采用腰椎后外侧融合(Posterolateral Fusion,PLF)治疗腰椎退行性疾病的病例研究,分析相邻节段退变及相邻节段病变的综合发病率。3、临床随访研究。对我科自2004年1月至2005年12月两年间因腰椎退行性疾患行后路椎板间大开窗减压、经椎弓根内固定、后外侧植骨融合的158例患者进行随访,对其相邻节段的转归及临床功能进行分析。结果:1、生物力学研究部分。1)与完整状态下相比,单节段融合时,与其间隔的相邻节段运动范围在位移加载的屈曲模式下发生增加(P=0.013);而在载荷加载模式下,这种显著差别并不存在(P=0.428);2)腰4-5间0度固定与生理曲度前凸固定时相比,两种加载模式下其上下相邻节段的三维运动范围均未见存在显著差异;3)与完整状态相比,在位移加载模式下,单节段融合上下的相邻椎间的屈曲运动范围发生了显著性的提高,而在后伸、侧弯、旋转运动及在载荷加载的模式下三维运动中,未发现存在统计学差别;4)在位移加载模式下,双节段与单节段融合相比,相邻节段的三维椎间运动范围均有显著性的增加;5)在位移加载模式下,全椎板切除组的屈曲运动范围较大开窗组有显著的增加,而在后伸、侧弯及旋转方面两组无显著性的差别。2、系统回顾分析。共有13篇文献纳入研究目标。分析结果显示融合术后ASDeg的年平均发生率为5.9%,融合术后ASDis的年发生率为1.8%。3、临床随访分析。102例患者获得随访并具有完整的影像学资料,随访率为64.6%。平均年龄62.2岁,平均随访时间为65.2个月。1)影像学分析显示融合相邻节段头端椎间隙的高度及活动度比较存在显著性差异;2)全部病例中26例(25.5%)出现了相邻节段的影像学退变,年发生率为4.72%,低于不保留PLC结构的全椎板减压方式;3)融合上下相邻节段的退变发生率比较没有发现存在显著性的差异(X2=0.543,P=0.461),单、双及三节段融合术后退变的发生率具有显著性的差异(X2=9.595,P=0.008);4)在融合相邻的上一节段中,术前无退变和存在退变的椎间盘随访时出现进一步退变的发生率差别显著,在融合下一节段中,两组间无显著性差别;5)临床评价显示随访时术后出现相邻节段退变组ODI评分高于无退变组,术前相邻节段存在退变组的ODI评分高于无退变组。整体疗效评价无明显差别。结论:1、位移加载模式和载荷加载模式对腰椎融合术后相邻节段的生物力学运动学影响存在差异性。在位移加载模式下,融合术后相邻节段的某些运动范围发生显著的增加,而载荷加载模式下,相邻节段的运动学变化不显著。2、在位移加载模式下,腰椎融合的长度、融合局部固定的曲度等因素均会影响相邻节段的运动范围。3、与保留后部韧带复合体结构的大开窗减压方式相比,全椎板切除的减压方式可以导致相邻节段显著的屈曲运动范围的增加,并提高相邻节段其他运动状态下的运动范围。4、临床随访研究表明腰椎减压融合术中保留后部韧带复合体结构的完整性可降低远期相邻节段继发退变的发生率。5、术前融合相邻节段已存在的退变在融合术后较正常的椎间盘有着更高的退变发生率,且术前退变的不同分级对远期的进一步退变可能存在联系。对于术前退变程度为UCLA(University of California Los Angeles)C级的相邻椎间盘,应该纳入融合范围。6、椎间盘本身的退变因素在ASD的发生上可能占有主导地位,生物力学因素更可能是退变出现或加重的一个次要因素。